JP3148471B2 - Duplexer and mobile radio using the same - Google Patents
Duplexer and mobile radio using the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、単一のアンテナを用い
て、送信および受信を同時に行う移動無線機の送信信号
と受信信号とを分離する分波器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a duplexer which separates a transmission signal and a reception signal of a mobile radio apparatus which simultaneously performs transmission and reception using a single antenna.
【０００２】[0002]
【従来の技術】移動無線機は、単一のアンテナを用い、
送信／受信を同時に行っている。このため、送信周波数
帯域と受信周波数帯域との違いを利用し、微弱受信信号
を受信部へ、送信信号をアンテナへと分離する、誘電体
共振子およびＳＡＷフィルタなどの素子で構成された分
波器が重要な役割を果たしている。従来、送信信号と受
信信号とを分離する分波器については、特開昭６２−１
７１３２７号公報に示される技術がある。該従来技術で
は、分波器のフィルタ素子として、弾性表面波装置（以
下ＳＡＷフィルタ）のみ、あるいは、誘電体フィルタの
みを組み合わせて構成している。更に、特開平１−２２
７５３０号公報においては、送信系、受信系とも、それ
ぞれアンテナから順に、自系統の希望信号を通過させ、
他系統の希望信号の通過を阻止する弾性表面波帯域阻止
フィルタと、自系統の希望信号のみを通過させる誘電体
帯域通過フィルタとを縦続接続した構成のものがある。2. Description of the Related Art Mobile radios use a single antenna,
Transmission / reception is performed simultaneously. For this reason, utilizing the difference between the transmission frequency band and the reception frequency band, a demultiplexer configured by elements such as a dielectric resonator and a SAW filter that separates a weak reception signal to a reception unit and a transmission signal to an antenna. Vessels play an important role. Conventionally, a duplexer for separating a transmission signal and a reception signal is disclosed in
There is a technique disclosed in JP-A-71327. In the related art, a filter element of a duplexer is configured by combining only a surface acoustic wave device (hereinafter, referred to as a SAW filter) or only a dielectric filter. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In the publication No. 7530, both the transmission system and the reception system pass the desired signal of the own system in order from the antenna, respectively.
There is a configuration in which a surface acoustic wave band rejection filter that blocks the passage of a desired signal of another system and a dielectric bandpass filter that passes only the desired signal of the own system are cascaded.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】誘電体フィルタのみを
組み合わせて構成した従来の分波器は、フィルタ素子と
しての周波数特性を実現するためには、複数個の誘電体
共振器が必要となる。通常、受信側の誘電体フィルタで
４〜６段、送信側の誘電体フィルタで３〜５段の誘電体
フィルタが必要である。この誘電体共振器の共振周波数
は、使用するセラミックスの比誘電率と外形寸法により
決まることから、１ＧＨｚ程度の周波数帯域では小型化
するのが難しい。このため、移動無線機用分波器を構成
した場合、分波器の体積が非常に大きくなるという問題
がある。A conventional duplexer formed by combining only dielectric filters requires a plurality of dielectric resonators in order to realize frequency characteristics as a filter element. Usually, 4 to 6 stages of dielectric filters on the receiving side and 3 to 5 stages of dielectric filters on the transmitting side are required. Since the resonance frequency of the dielectric resonator is determined by the relative permittivity and the external dimensions of the ceramic used, it is difficult to reduce the size in a frequency band of about 1 GHz. Therefore, when a duplexer for a mobile wireless device is configured, there is a problem that the volume of the duplexer becomes very large.
【０００４】ＳＡＷフィルタのみを組み合わせて構成し
た従来の分波器は、ＳＡＷフィルタ自体の形状が小さ
く、ＳＡＷフィルタの周波数特性は、圧電性基板上のす
だれ状電極の構成で決まることから、多段に接続する必
要がなく、誘電体フィルタのみで構成した場合のような
問題はない。しかしながら、分波器特性においては、送
受信の周波数特性は、低損失化のほか、送信／受信周波
数帯域で入力インピーダンスが大きい（反射係数が１に
近い）という反射特性を両立することが必要となり、１
ＧＨｚ程度の周波数帯域では、ＳＡＷフィルタは、通過
帯域外でのインピーダンスを大きくすることが難しくな
る。このため、受信側のＳＡＷフィルタと送信側とのＳ
ＡＷフィルタが相互に影響しあい、送信、受信ＳＡＷフ
ィルタの設計と、分波回路の構成が複雑になるという問
題がある。この問題は、アンテナに近い側にＳＡＷフィ
ルタを配置した場合には、常に発生する可能性がある。
更に、ＳＡＷフィルタのインピーダンス整合において
は、インダクタ等の外部マッチング素子が必要となり、
分波器の小形化の点で不利である。In a conventional duplexer configured by combining only a SAW filter, the shape of the SAW filter itself is small, and the frequency characteristic of the SAW filter is determined by the configuration of the interdigital electrodes on the piezoelectric substrate. There is no need to connect, and there is no problem as in the case where only a dielectric filter is used. However, in the duplexer characteristics, in addition to reducing the loss, the transmission / reception frequency characteristics must be compatible with the reflection characteristics that the input impedance is large (the reflection coefficient is close to 1) in the transmission / reception frequency band. 1
In a frequency band of about GHz, it becomes difficult for the SAW filter to increase the impedance outside the pass band. For this reason, the SAW filter on the receiving side and the S
There is a problem that the AW filters affect each other, and the design of the transmission and reception SAW filters and the configuration of the demultiplexing circuit are complicated. This problem may always occur when the SAW filter is arranged on the side closer to the antenna.
Furthermore, in the impedance matching of the SAW filter, an external matching element such as an inductor is required.
This is disadvantageous in miniaturizing the duplexer.
【０００５】また、自系統の希望信号を通過させ、他系
統の希望信号の通過を阻止する弾性表面波帯域阻止フィ
ルタと、自系統の希望信号のみを通過させる誘電体帯域
通過フィルタとを縦続接続した構成では、上記問題のほ
か、誘電体フィルタを使用するため、分波器自体のサイ
ズを小さくするのには限界がある。Also, a surface acoustic wave band rejection filter that passes a desired signal of the own system and blocks a desired signal of another system and a dielectric bandpass filter that passes only the desired signal of the own system are cascaded. In such a configuration, in addition to the above-described problem, since a dielectric filter is used, there is a limit to reducing the size of the duplexer itself.
【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点を解決
し、小形で、高性能な分波器およびこれを用いた移動無
線機を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a small, high-performance duplexer and a mobile radio using the same.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、送信信号と受信信号とで異なる周波数帯
域を使用して同時に送受信を行う際に前記送信信号と前
記受信信号との分波を行う分波器であって、前記送信信
号を送信する送信回路と、前記受信信号を受信する受信
回路とを有し、前記受信回路は、受信端から順に、当該
受信端に接続される第１のインダクタと、該第１のイン
ダクタに直列に接続された第２のインダクタと、第１お
よび第２のインダクタの接続点に一端が接続され、他端
が接地された弾性表面波共振子とを備えるＴ型回路と、
該Ｔ型回路の第２のインダクタに直列に接続される弾性
表面波装置とを備え、前記Ｔ型回路は、前記送信信号の
周波数帯域の信号を抑圧するようにあらかじめ設定さ
れ、前記弾性表面波装置は、前記受信信号の周波数帯域
の信号を通過させるようにあらかじめ設定されることに
より達成される。この場合、前記Ｔ型回路のインダクタ
は、前記受信信号の周波数通過帯域において、損失を少
なくするように設定される。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for transmitting and receiving a transmission signal and a reception signal simultaneously using different frequency bands. A demultiplexer that performs demultiplexing, including a transmission circuit that transmits the transmission signal, and a reception circuit that receives the reception signal, wherein the reception circuit is connected to the reception end in order from a reception end. A first inductor, a second inductor connected in series with the first inductor, and a surface acoustic wave resonance having one end connected to a connection point between the first and second inductors and the other end grounded. A T-shaped circuit having a child;
A surface acoustic wave device connected in series to a second inductor of the T-shaped circuit, wherein the T-shaped circuit is preset to suppress a signal in a frequency band of the transmission signal; The apparatus is achieved by being preset to pass a signal in the frequency band of the received signal. In this case, the inductor of the T-type circuit is set so as to reduce the loss in the frequency pass band of the received signal.
【０００８】また、前記送信回路は、受信端から順に、
当該受信端に接続される第１のインダクタと、該第１の
インダクタに直列に接続された第２のインダクタと、第
１および第２のインダクタの接続点に一端が接続され、
他端が接地された弾性表面波共振子とを備えるＴ型回路
と、該Ｔ型回路の第２のインダクタに直列に接続される
弾性表面波装置とを備え、前記Ｔ型回路は、前記受信信
号の周波数帯域の信号を抑圧するようにあらかじめ設定
され、前記弾性表面波装置は、前記送信信号の周波数帯
域の信号を通過させるようにあらかじめ設定されるよう
にしてもよい。[0008] Also, the transmitting circuit may include:
A first inductor connected to the receiving end, a second inductor connected in series to the first inductor, and one end connected to a connection point between the first and second inductors;
A T-type circuit including a surface acoustic wave resonator having the other end grounded; and a surface acoustic wave device connected in series to a second inductor of the T-type circuit. The surface acoustic wave device may be preset so as to suppress a signal in a frequency band of the signal, and the surface acoustic wave device may be preset so as to pass a signal in a frequency band of the transmission signal.
【０００９】前記Ｔ型回路と前記弾性表面波装置とを、
同一集積回路のパッケージ内に形成でき、また、同一基
板上に形成するようにしてもよい。[0009] The T-type circuit and the surface acoustic wave device,
It can be formed in a package of the same integrated circuit, or may be formed on the same substrate.
【００１０】さらに、上記分波器を移動無線機に利用す
ることができる。Further, the above-described duplexer can be used for a mobile radio.
【００１１】[0011]
【作用】送信側と受信側とそれぞれの通過周波数特性を
決めるフィルタとして、小形で、周波数特性の設計自由
度が大きなＳＡＷフィルタを用いている。ＳＡＷフィル
タを、前記受信信号の周波数帯域の信号を通過させるよ
うにあらかじめ設定しておく。A small-sized SAW filter having a large degree of freedom in designing frequency characteristics is used as a filter for determining the pass frequency characteristics of the transmitting side and the receiving side. The SAW filter is set in advance to pass a signal in the frequency band of the received signal.
【００１２】本発明ではさらに、少なくとも受信側にお
いて、従来のＳＡＷフィルタの通過帯域外でのインピー
ダンスを改善するために、インダクタおよびＳＡＷ共振
子からなるＴ型回路を用いている。受信側のみに設ける
のは、受信信号のレベルは微弱であり、送信信号のレベ
ルは大きいために、受信回路において、送信信号を抑圧
できればよいからである。上記Ｔ型回路は、前記送信信
号の周波数帯域の信号を抑圧するようにあらかじめ設定
しておく。さらに、インダクタは、前記受信信号の周波
数通過帯域において、損失を少なくするようにあらかじ
め設定しておく。 また、同様に、送信回路において
も、ＳＡＷフィルタに加えて、Ｔ型回路を設けてもよ
い。この場合、ＳＡＷフィルタは、前記送信信号の周波
数帯域の信号を通過させるようにあらかじめ設定してお
き、Ｔ型回路は、前記受信信号の周波数帯域の信号を抑
圧するようにあらかじめ設定しておく。Further, in the present invention, at least on the receiving side, a T-type circuit comprising an inductor and a SAW resonator is used in order to improve the impedance outside the pass band of the conventional SAW filter. The reason for providing only on the receiving side is that the level of the received signal is weak and the level of the transmitted signal is large, so that the receiving circuit only needs to suppress the transmitted signal. The T-type circuit is set in advance so as to suppress a signal in the frequency band of the transmission signal. Further, the inductor is set in advance so as to reduce the loss in the frequency pass band of the received signal. Similarly, in the transmission circuit, a T-type circuit may be provided in addition to the SAW filter. In this case, the SAW filter is set in advance to pass the signal in the frequency band of the transmission signal, and the T-type circuit is set in advance to suppress the signal in the frequency band of the reception signal.
【００１３】以上のように設定することにより、図２に
示すような作用が得られる。図２に、受信回路と送信回
路との周波数特性、および、受信回路の反射特性を示
す。図２において、ｆ１〜ｆ２は受信周波数帯域、ｆ３
〜ｆ４は送信周波数帯域である。図２に示す周波数特性
においては、送信フィルタ手段を従来のＳＡＷフィルタ
のみで構成した場合の周波数特性を示している。By setting as described above, an operation as shown in FIG. 2 is obtained. FIG. 2 shows the frequency characteristics of the receiving circuit and the transmitting circuit, and the reflection characteristics of the receiving circuit. In FIG. 2, f1 and f2 are reception frequency bands, f3
F4 is a transmission frequency band. The frequency characteristics shown in FIG. 2 show the case where the transmission filter means is constituted only by a conventional SAW filter.
【００１４】一般に、送信側の周波数特性は、送信周波
数帯域で挿入損失が小さく、受信周波数帯域で入力イン
ピーダンスが大きい（反射係数が１に近い）特性のもの
が、また、受信側の周波数特性は、受信周波数帯域で挿
入損失が小さく、送信周波数帯域で入力インピーダンス
が大きい（反射係数が１に近い）特性のものが適してい
る。In general, the transmission-side frequency characteristics are such that the insertion loss is small in the transmission frequency band and the input impedance is large (the reflection coefficient is close to 1) in the reception frequency band. It is suitable that the insertion loss is small in the reception frequency band and the input impedance is large in the transmission frequency band (the reflection coefficient is close to 1).
【００１５】本発明によれば、図２に示すように、送信
側から受信側を見た場合、送信周波数帯域ｆ３〜ｆ４の
反射係数が大きく（反射係数が１に近い）、受信周波数
帯域ｆ１〜ｆ２の反射特性が小さいため、受信側におけ
る送信信号の干渉はほとんどない分波器が可能となる。According to the present invention, as shown in FIG. 2, when viewing the receiving side from the transmitting side, the reflection coefficient of the transmission frequency bands f3 to f4 is large (the reflection coefficient is close to 1) and the reception frequency band f1 Since the reflection characteristics of f2 are small, a duplexer with almost no interference of the transmission signal on the receiving side can be realized.
【００１６】本発明では、それぞれ１個のＳＡＷ共振子
と、２個のインダクタで構成されるＴ型回路と、ＳＡＷ
フィルタとを組み合わせることで実現している。このた
め、従来の誘電体共振器だけでフィルタを構成した場合
に比べ、小形化が可能となる。また、送信側と受信側そ
れぞれの通過周波数特性を決めるＳＡＷフィルタと、イ
ンダクタ、ＳＡＷ共振子からなるＴ型回路とは、小形な
ため、同一パッケージに形成することも可能で、一層の
小形化が実現できると同時に、ＳＡＷフィルタとＳＡＷ
共振子は、同一基板上に形成できるため、フィルタ作成
上非常に有効である。更に、通過域周波数特性を決める
小形で、周波数特性の設計自由度が大きなＳＡＷフィル
タと、通過帯域外でのインピーダンスを改善するため
に、インダクタ、ＳＡＷ共振子からなるＴ型回路とを組
み合わせて用いているため、ＳＡＷフィルタについて
は、通過域の周波数特性を重点に注目して設計すれば良
く、反射係数の周波数特性を含めて設計する場合に比
べ、設計自由度が大きくなり、一層高性能で、小形なも
のが実現可能である。According to the present invention, a SAW resonator, a T-type circuit composed of two inductors,
It is realized by combining with a filter. For this reason, the size can be reduced as compared with the case where the filter is constituted only by the conventional dielectric resonator. Further, since the SAW filter that determines the pass frequency characteristics of each of the transmitting side and the receiving side and the T-type circuit including the inductor and the SAW resonator are small, they can be formed in the same package, and the size can be further reduced. SAW filter and SAW
Since the resonator can be formed on the same substrate, it is very effective in producing a filter. Furthermore, a small-sized SAW filter that determines the passband frequency characteristics and has a large degree of freedom in designing the frequency characteristics is used in combination with a T-type circuit including an inductor and a SAW resonator in order to improve the impedance outside the passband. Therefore, the SAW filter may be designed with a focus on the frequency characteristics of the passband, and has a greater degree of freedom in design and higher performance than in the case of including the frequency characteristics of the reflection coefficient. , Small ones are feasible.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１を参照し
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１８】図１は、本発明を適用した分波器のブロッ
ク図である。図１において、分波器は、アンテナ１と、
アンテナ１において受信した受信信号を出力する受信回
路と、送信信号を入力して送信信号をアンテナ１から送
出する送信回路とを備える。受信回路と送信回路とは、
２つのインダクタおよびＳＡＷ共振子からなるＴ型回路
と、ＳＡＷフィルタとの縦列接続より構成される。受信
回路および送信回路は、受信周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）
と送信周波数帯域（ｆ３〜ｆ４）とに合わせて、それぞ
れ通過周波数帯域を異ならせている。また、送信回路
は、上記構成の代わりに、従来のフィルタを備えてもよ
い。FIG. 1 is a block diagram of a duplexer to which the present invention is applied. In FIG. 1, the duplexer includes an antenna 1 and
The antenna includes a receiving circuit that outputs a reception signal received by the antenna 1 and a transmission circuit that inputs a transmission signal and transmits the transmission signal from the antenna 1. The receiving circuit and the transmitting circuit
It is composed of a tandem connection of a T-type circuit composed of two inductors and a SAW resonator, and a SAW filter. The receiving circuit and the transmitting circuit are provided in a receiving frequency band (f1 to f2).
And the transmission frequency band (f3 to f4). Further, the transmission circuit may include a conventional filter instead of the above configuration.
【００１９】受信信号は、アンテナ１から、配線または
マイクロストリップ線路等で構成される分岐回路２と、
Ｔ型回路６、受信側ＳＡＷフィルタ７を順次経て、受信
信号出力端子８に伝送されている。送信信号は、送信信
号入力端子９から、送信側ＳＡＷフィルタ１０と、Ｔ型
回路１４、配線またはマイクロストリップ線路等で構成
される分岐回路２を順次経て、アンテナ１へ送信され
る。The received signal is transmitted from an antenna 1 to a branch circuit 2 composed of a wiring or a microstrip line, etc.
The signal is transmitted to the reception signal output terminal 8 through the T-type circuit 6 and the reception-side SAW filter 7 in order. The transmission signal is transmitted from the transmission signal input terminal 9 to the antenna 1 through the transmission-side SAW filter 10, the T-type circuit 14, the branch circuit 2 composed of a wiring or a microstrip line, and the like.
【００２０】つぎに、図２を参照して、本実施例におけ
る分波器の周波数特性を説明する。図２は、受信回路と
送信回路との周波数特性、および、受信回路の反射特性
を示している。図２において、ｆ１〜ｆ２は受信周波数
帯域、ｆ３〜ｆ４は送信周波数帯域である。図２に示す
周波数特性においては、送信回路を従来のフィルタによ
り構成した場合の周波数特性を示している。Next, the frequency characteristics of the duplexer in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the frequency characteristics of the receiving circuit and the transmitting circuit, and the reflection characteristics of the receiving circuit. In FIG. 2, f1 and f2 are reception frequency bands, and f3 and f4 are transmission frequency bands. The frequency characteristics shown in FIG. 2 show the case where the transmission circuit is configured by a conventional filter.
【００２１】一般に、分波器の特性は、受信周波数帯域
または送信周波数帯域での損失が小さく、かつ、分波す
る送信および受信信号相互の干渉を防ぐため、互いの周
波数帯域での減衰量（帯域外抑圧度）を大きくする必要
がある。また、ここで、帯域外抑圧度とは、あるフィル
タにおいて、信号を通す帯域以外の部分において、０ｄ
Ｂを基準にしたときの差をいう。また、あるフィルタの
特性において、信号レベルをできるだけ抑圧する帯域
を、阻止帯域というものとする。図２に示すように、受
信フィルタの受信信号通過帯域（ｆ１〜ｆ２）では、送
信フィルタの送信信号阻止帯域になっていて、送信フィ
ルタの送信信号通過帯域（ｆ３〜ｆ４）では、受信フィ
ルタの受信信号阻止帯域になっている必要があり、これ
らの帯域において、帯域外抑圧度が大きい方がよい。受
信周波数帯域または送信周波数帯域での損失を小さくす
るには、反射係数をより大きくするように取ればよい。In general, the characteristics of the duplexer are such that the loss in the reception frequency band or the transmission frequency band is small, and the amount of attenuation in the mutual frequency band (to prevent interference between the demultiplexed transmission and reception signals). It is necessary to increase the degree of out-of-band suppression. Here, the degree of out-of-band suppression refers to 0d in a part other than the band through which a signal passes in a certain filter.
The difference when B is used as a reference. Further, in the characteristics of a certain filter, a band that suppresses the signal level as much as possible is referred to as a stop band. As shown in FIG. 2, in the reception signal pass band (f1 to f2) of the reception filter, the transmission signal is in a transmission signal rejection band of the transmission filter, and in the transmission signal pass band (f3 to f4) of the transmission filter, the reception filter is low. The band must be a reception signal rejection band, and in these bands, it is better that the degree of out-of-band suppression is large. To reduce the loss in the reception frequency band or the transmission frequency band, the reflection coefficient may be increased.
【００２２】帯域外抑圧度を大きく取れることを、ＳＡ
Ｗ共振子とＳＡＷフィルタとのそれぞれの周波数特性を
参照して説明する。図６に、図１における受信側のＳＡ
Ｗフィルタのみの周波数特性を示す。また、図７に、図
１における受信側のＳＡＷ共振子のみの周波数特性を示
す。図８に、図１における受信側のＴ型回路の周波数特
性を示す。The fact that the degree of out-of-band suppression can be increased is described in SA.
Description will be made with reference to the frequency characteristics of the W resonator and the SAW filter. FIG. 6 shows the SA on the receiving side in FIG.
The frequency characteristics of only the W filter are shown. FIG. 7 shows frequency characteristics of only the receiving-side SAW resonator in FIG. FIG. 8 shows a frequency characteristic of the T-type circuit on the receiving side in FIG.
【００２３】図６に示すように、ＳＡＷフィルタのみの
分波器では、受信フィルタの受信信号通過帯域（ｆ１〜
ｆ２）の損失は小さいが、送信信号通過帯域（ｆ３〜ｆ
４）における減衰量の帯域外抑圧度は、４０ｄＢぐらい
である。ＳＡＷフィルタは、入力電極１９と出力電極２
０との電極線幅を調整することにより、受信信号通過帯
域をｆ１〜ｆ２に設定することができる。As shown in FIG. 6, in the duplexer having only the SAW filter, the reception signal pass band (f1 to f1) of the reception filter is used.
f2) has a small loss, but the transmission signal pass band (f3 to f3)
The degree of suppression of the amount of attenuation outside the band in 4) is about 40 dB. The SAW filter has an input electrode 19 and an output electrode 2
By adjusting the electrode line width to 0, the reception signal pass band can be set to f1 to f2.
【００２４】また、図７に示すように、ＳＡＷ共振子の
みの分波器では、送信信号通過帯域（ｆ３〜ｆ４）にお
ける減衰量が６０ｄＢぐらいとなる。これらのＳＡＷ共
振子とＳＡＷフィルタとを組み合わせることで、送信信
号通過帯域（ｆ３〜ｆ４）における抑圧度を大きくする
ことができる。Further, as shown in FIG. 7, in the duplexer including only the SAW resonator, the attenuation in the transmission signal pass band (f3 to f4) is about 60 dB. By combining these SAW resonators and a SAW filter, the degree of suppression in the transmission signal pass band (f3 to f4) can be increased.
【００２５】さらに、図８に示すように、ＳＡＷ共振子
に２つのインダクタを組み合わせて、Ｔ型回路を構成す
ることにより、送信信号通過帯域（ｆ３〜ｆ４）におけ
る抑圧度を大きくでき、インピーダンスマッチングをす
ることができる。Ｔ型回路のインダクタのＬ値は、Ｔ型
回路＋ＳＡＷフィルタの反射特性において、ｆ１〜ｆ２
の受信信号の通過帯域で５０Ω付近のインピーダンスに
なるように設定しなければ、フィルタの通過域の帯域内
特性の損失が増加する。このため、Ｔ型回路のインダク
タのＬ値は、Ｔ型回路＋ＳＡＷフィルタの反射特性にお
いて、損失が小さい値、すなわち、受信信号の通過帯域
で５０Ω付近のインピーダンスになるように設定するこ
とにより、図８に示すように、受信信号の通過帯域での
損失を押さえることができる。Further, as shown in FIG. 8, by forming a T-type circuit by combining two inductors with the SAW resonator, the degree of suppression in the transmission signal pass band (f3 to f4) can be increased, and impedance matching can be achieved. Can be. The L value of the inductor of the T-type circuit is f1 to f2 in the reflection characteristic of the T-type circuit + SAW filter.
If the impedance is not set so as to be about 50Ω in the pass band of the received signal, the loss of the in-band characteristic in the pass band of the filter increases. Therefore, the L value of the inductor of the T-type circuit is set so that the loss is small in the reflection characteristics of the T-type circuit and the SAW filter, that is, the impedance is around 50Ω in the pass band of the received signal. As shown in FIG. 8, loss in the pass band of the received signal can be suppressed.
【００２６】本実施例によれば、図２に示すように、送
信側から受信側を見た場合、送信周波数帯域ｆ３〜ｆ４
の反射係数が大きく（反射係数が１に近い）、受信周波
数帯域ｆ１〜ｆ２の反射特性が小さいため、受信側にお
ける送信信号の干渉がほとんどない分波器が可能とな
る。このため、従来の誘電体共振器だけでフィルタを構
成した場合、送信、受信、それぞれ、４〜６個、３〜５
個の誘電体共振器を必要とするのに対し、送信および受
信、それぞれＳＡＷ共振子１個ですむ。このことから、
小形で、高性能な分波器が提供できる。よって、本実施
例の分波器を用いることで、小形な移動無線機が実現で
きる。According to this embodiment, as shown in FIG. 2, when the transmission side views the reception side, the transmission frequency bands f3 to f4
Has a large reflection coefficient (the reflection coefficient is close to 1), and the reflection characteristics of the reception frequency bands f1 to f2 are small, so that a duplexer with little transmission signal interference on the receiving side can be realized. For this reason, when a filter is constituted only by a conventional dielectric resonator, transmission and reception are performed in 4 to 6 and 3 to 5 respectively.
While one dielectric resonator is required, only one SAW resonator is required for transmission and reception, respectively. From this,
A small, high-performance duplexer can be provided. Therefore, by using the duplexer of this embodiment, a small-sized mobile wireless device can be realized.
【００２７】図３は、上記実施例の送信側と受信側とを
それぞれ一つのパッケージにした場合のブロック図を示
したものである。図３において、受信側では、Ｔ型回路
６および受信側ＳＡＷフィルタ７を１つのパッケージに
一体化した受信回路１６と、送信側では、送信側ＳＡＷ
フィルタ１０およびＴ型回路１４を１つのパッケージに
一体化した送信回路１７とを備える。FIG. 3 is a block diagram showing a case where the transmitting side and the receiving side of the above-described embodiment are formed into one package. In FIG. 3, on the reception side, a reception circuit 16 in which the T-type circuit 6 and the reception side SAW filter 7 are integrated into one package, and on the transmission side, the transmission side SAW filter
And a transmission circuit 17 in which the filter 10 and the T-type circuit 14 are integrated into one package.
【００２８】このパッケージの具体的構成例を図４に示
す。図４は、受信回路について記載したものである。図
４に示すように、パッケージ１７上（パッケージ直径約
７ｍｍ）に、上記インダクタ３、インダクタ４、ＳＡＷ
共振子５およびＳＡＷフィルタ７が配置される。FIG. 4 shows a specific configuration example of this package. FIG. 4 illustrates a receiving circuit. As shown in FIG. 4, on the package 17 (package diameter is about 7 mm), the inductor 3, the inductor 4, the SAW
The resonator 5 and the SAW filter 7 are arranged.
【００２９】受信通過周波数特性を決める受信側ＳＡＷ
フィルタ７は、３６度回転Ｙ軸切断Ｘ軸伝搬のタンタル
酸リチウム単結晶（３６°Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ3）から
なる圧電性基板１８上に形成される。受信側ＳＡＷフィ
ルタ７の電極構成は、入力電極１９を７個、出力電極２
０を６個形成した多電極構成となっている。この受信側
ＳＡＷフィルタ７の中心周波数は、８２０ＭＨｚであ
り、入力電極１９と出力電極２０との電極線幅は、１．
２μｍであり、電極膜厚は１００ｎｍである。また、他
素子との接続は、ボンディングパッド２１からワイヤ２
２を経由して接続されている。このボンディングパッド
２１は、６００ｎｍの厚付けが施されている。更に、Ｔ
型回路６を構成する２つのインダクタ３およびインダク
タ４は、アルミナ基板上に設けた銅パターンインダクタ
を使用している。このパターンインダクタの寸法は、１
ｍｍ角である。また、このパターンインダクタと並列に
接続するＳＡＷ共振子５は、圧電性基板として、受信側
ＳＡＷフィルタ７と同じ、３６°Ｙ−Ｘ ＬｉＴａＯ3
基板を用い、開口長７０μｍ、電極対数３００対の１開
口ＩＤＴ型構成としている。このＳＡＷ共振子５の共振
周波数Ｆｒは、９４５ＭＨｚであり、反共振周波数Ｆａ
は９８０ＭＨｚである。なお、共振子を構成する電極の
電極線幅、電極膜厚は、受信側ＳＡＷフィルタ７と同じ
１００ｎｍである。以上説明した受信側ＳＡＷフィルタ
７、パターンインダクタ３、インダクタ４およびＳＡＷ
共振子５は、それぞれ直径２５μｍのＡｌまたはＡｕワ
イヤ２２で接続され、最終的に、パッケージステムの入
力リードピン２３と、出力リードピン２４とに接続され
る。Reception-side SAW that determines reception pass frequency characteristics
The filter 7 is formed on a piezoelectric substrate 18 made of a single crystal of lithium tantalate (36 ° YX LiTaO 3 ) propagating in a 36-degree rotation Y-axis cut X-axis direction. The electrode configuration of the receiving-side SAW filter 7 includes seven input electrodes 19 and two output electrodes 2.
It has a multi-electrode configuration in which six 0s are formed. The center frequency of the receiving-side SAW filter 7 is 820 MHz, and the electrode line width between the input electrode 19 and the output electrode 20 is 1.
2 μm, and the electrode film thickness is 100 nm. Further, the connection with other elements is made by connecting the wire 2 from the bonding pad 21.
2 are connected. The bonding pad 21 has a thickness of 600 nm. Further, T
As the two inductors 3 and 4 constituting the pattern circuit 6, a copper pattern inductor provided on an alumina substrate is used. The dimensions of this pattern inductor are 1
mm square. The SAW resonator 5 connected in parallel with the pattern inductor is a 36 ° YX LiTaO 3 , which is the same as the SAW filter 7 on the receiving side, as a piezoelectric substrate.
The substrate is a single-opening IDT type having an opening length of 70 μm and 300 electrode pairs. The resonance frequency Fr of the SAW resonator 5 is 945 MHz, and the anti-resonance frequency Fa
Is 980 MHz. The electrode line width and the electrode film thickness of the electrodes constituting the resonator are 100 nm, which are the same as those of the receiving-side SAW filter 7. The receiving-side SAW filter 7, pattern inductor 3, inductor 4, and SAW described above
The resonators 5 are connected by Al or Au wires 22 each having a diameter of 25 μm, and are finally connected to an input lead pin 23 and an output lead pin 24 of the package stem.
【００３０】以上示したように、インダクタ３、インダ
クタ４およびＳＡＷ共振子５からなるＴ型回路６と、受
信側ＳＡＷフィルタ７とを１つのパッケージにまとめた
構成とすることで従来に比べ、小形な分波器が可能とな
る。As described above, the T-type circuit 6 including the inductor 3, the inductor 4, and the SAW resonator 5 and the receiving-side SAW filter 7 are integrated into one package, so that the size is smaller than that of the related art. A simple duplexer becomes possible.
【００３１】また、図５に、受信回路を１チップ化した
場合の具体的構成例を示す。図５は、図４に示したＴ型
回路を構成する、インダクタ３、インダクタ４、ＳＡＷ
共振子５および受信側ＳＡＷフィルタ７を同一圧電性基
板上に形成し、１チップ化したものを示している。すな
わち、インダクタ３およびインダクタ４は、アルミナ基
板上に設けた、銅パターンインダクタで構成し、受信側
ＳＡＷフィルタ７およびＳＡＷ共振子５のボンディング
パッド２１作成時に同時に形成することとした。このイ
ンダクタの膜厚は、６００ｎｍである。なお、ＳＡＷ共
振子と、受信側ＳＡＷフィルタとの電極構成は、上記説
明したものと同じ構成である。FIG. 5 shows a specific example of a configuration in which the receiving circuit is integrated into one chip. FIG. 5 shows an inductor 3, an inductor 4, and a SAW constituting the T-type circuit shown in FIG.
The resonator 5 and the receiving-side SAW filter 7 are formed on the same piezoelectric substrate and are integrated into one chip. That is, the inductors 3 and 4 are formed of copper pattern inductors provided on an alumina substrate, and are formed at the same time when the bonding pads 21 of the receiving-side SAW filter 7 and the SAW resonator 5 are formed. The thickness of this inductor is 600 nm. Note that the electrode configuration of the SAW resonator and the receiving-side SAW filter is the same as that described above.
【００３２】以上説明したように、Ｔ型回路を構成する
インダクタ、ＳＡＷ共振子と、受信側ＳＡＷフィルタを
同一圧電性基板上に形成し、１チップ化することで、分
波器が一層小形化できる。更に、インダクタ、ＳＡＷ共
振子、受信側ＳＡＷフィルタを、同時にホトリソグラフ
ィ技術によって作成でき、パッケージに上記素子を接着
するダイボンド作業においても、１チップであるため、
製造プロセスが簡単化する利点がある。As described above, the inductor, the SAW resonator, and the receiving-side SAW filter that constitute the T-type circuit are formed on the same piezoelectric substrate and are integrated into one chip, so that the duplexer can be further miniaturized. it can. Furthermore, since the inductor, the SAW resonator, and the receiving-side SAW filter can be simultaneously formed by the photolithography technique, and one chip is used in the die bonding work for bonding the above-described element to the package,
There is an advantage that the manufacturing process is simplified.
【００３３】本実施例においては、受信側ＳＡＷフィル
タ７は、多電極構成のものとしたが、目的の通過周波数
特性を満足し、使用する配線、またはマイクロストリッ
プ線路とインピーダンス整合できるものであれば、ＳＡ
Ｗフィルタの構成は、多電極構成以外の構成であっても
かまわない。In this embodiment, the receiving-side SAW filter 7 has a multi-electrode configuration. However, if the receiving-side SAW filter 7 satisfies the desired pass frequency characteristic and can match the impedance of the wiring or microstrip line to be used. , SA
The configuration of the W filter may be a configuration other than the multi-electrode configuration.
【００３４】なお、受信側ＳＡＷフィルタ７およびＳＡ
Ｗ共振子５の電極材料は、耐電力性を考慮して、Ａｌ−
Ｔｉを使用したが、他の耐電力性の優れたＡｌ−Ｃｕ等
のＡｌ系合金であっても良い。また、圧電性基板１７
は、ＬｉＴａＯ3に限らず、ニオブ酸リチウム単結晶基
板（ＬｉＮｂＯ3）あるいは水晶基板であっても良い。
更に、受信側ＳＡＷフィルタ７およびＳＡＷ共振子５の
入力電極１８と、出力電極１９との形成には、電極幅に
高い寸法精度が要求されるため、湿式化学エッチングに
代わり、ＲＩＥ（ドライエッチング）技術を用いること
ができる。The receiving side SAW filter 7 and the SA
The electrode material of the W resonator 5 is made of Al-
Although Ti was used, other Al-based alloys such as Al-Cu having excellent power durability may be used. Also, the piezoelectric substrate 17
Is not limited to LiTaO 3 but may be a lithium niobate single crystal substrate (LiNbO 3 ) or a quartz substrate.
Furthermore, since the formation of the input electrode 18 and the output electrode 19 of the receiving-side SAW filter 7 and the SAW resonator 5 requires high dimensional accuracy in the electrode width, RIE (dry etching) is used instead of wet chemical etching. Technology can be used.
【００３５】更に、本発明の構成は、移動無線機用分波
器に適用した場合であるが、Ｔ型回路を構成するインダ
クタ値、ＳＡＷ共振子の共振周波数を適当に替えてＳＡ
Ｗフィルタと組み合わせることで、帯域外減衰量の大き
なフィルタ周波数特性を得ることができる。このため、
移動無線機用分波器限らず、帯域外減衰量を必要とする
ＶＴＲ、または、ＣＡＴＶ用コンバータ、衛星放送用受
信機システム等のＳＡＷフィルタとしても有効な手段で
あることはいうまでもない。Furthermore, although the configuration of the present invention is applied to a duplexer for mobile radio equipment, the SA value is appropriately changed by changing the inductor value constituting the T-type circuit and the resonance frequency of the SAW resonator.
By combining with a W filter, a filter frequency characteristic with a large amount of out-of-band attenuation can be obtained. For this reason,
It is needless to say that the present invention is not limited to a duplexer for a mobile radio, but is also effective as a SAW filter for a VTR that requires an out-of-band attenuation, a CATV converter, a satellite broadcast receiver system, and the like.
【００３６】以上説明したように、本実施例によれば、
送信側と受信側それぞれの通過周波数特性を決めるフィ
ルタとして、小形で、周波数特性の設計自由度が大きな
ＳＡＷフィルタを用い、通過帯域外でのインピーダンス
を大きくするために、インダクタ、ＳＡＷ共振子からな
るＴ型回路を用い分波器を構成しているため、反射特性
において、必要な周波数帯域で反射係数を１に近付ける
ことができ、送信信号と、受信信号との相互干渉のな
い、分波損失の小さい分波器が実現できる。更に、小形
化に有利なＳＡＷフィルタおよびＳＡＷ共振子を用い、
同一パッケージで形成可能なことから、一層小形な分波
器が実現できる。また、通過周波数特性を決めるＳＡＷ
フィルタは、Ｔ型回路を用いることで、その設計自由度
が大きくなる。As described above, according to this embodiment,
A small-sized SAW filter having a large degree of freedom in designing frequency characteristics is used as a filter for determining the pass frequency characteristics of the transmission side and the reception side, and includes an inductor and a SAW resonator in order to increase the impedance outside the pass band. Since the duplexer is configured using the T-type circuit, the reflection coefficient can be made close to 1 in a necessary frequency band in the reflection characteristics, and the transmission loss and the reception loss do not cause mutual interference between the transmission signal and the reception signal. Can be realized. Furthermore, using a SAW filter and a SAW resonator that are advantageous for miniaturization,
Since they can be formed in the same package, a smaller duplexer can be realized. Also, SAW that determines the pass frequency characteristic
By using a T-type circuit, the degree of freedom in designing the filter is increased.
【００３７】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、小形で、高性能な分波
器を実現できる。According to the present invention, a compact and high-performance duplexer can be realized.
【図１】 本発明の分波器のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of a duplexer according to the present invention.
【図２】 本発明の分波器の受信側周波数特性および反
射特性。FIG. 2 shows the frequency characteristics and reflection characteristics on the receiving side of the duplexer of the present invention.
【図３】 本発明の分波器の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a duplexer of the present invention.
【図４】 本発明の分波器の受信側のパッケージ平面
図。FIG. 4 is a plan view of a package on the receiving side of the duplexer according to the present invention.
【図５】 本発明の分波器の受信側のパッケージ平面
図。FIG. 5 is a plan view of a package on the receiving side of the duplexer of the present invention.
【図６】 ＳＡＷフィルタのみの受信側周波数特性およ
び反射特性。FIG. 6 shows the reception-side frequency characteristics and reflection characteristics of only the SAW filter.
【図７】 ＳＡＷ共振子のみの受信側周波数特性および
反射特性。FIG. 7 shows reception-side frequency characteristics and reflection characteristics of only a SAW resonator.
【図８】 Ｔ型回路の受信側周波数特性および反射特
性。FIG. 8 shows a reception-side frequency characteristic and a reflection characteristic of a T-type circuit.
１…アンテナ、２…分岐回路、３および４…受信側イン
ダクタ、５…受信側ＳＡＷ共振子、６…受信側Ｔ型回
路、７…受信側ＳＡＷフィルタ、８…受信信号出力端
子、９…送信信号入力端子、１０…送信側ＳＡＷフィル
タ、１１および１２…送信側インダクタ、１３…送信側
ＳＡＷ共振子１４…送信側Ｔ型回路、１５…受信回路、
１６…送信回路、１７…パッケージ、１８…圧電性基板
（ＬｉＴａＯ3）１９…入力電極、２０…出力電極、２
１…ボンディングパッド、２２…ワイヤ、２３…入力リ
ードピン、２４…出力リードピン。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna, 2 ... Branch circuit, 3 and 4 ... Receiving side inductor, 5 ... Receiving side SAW resonator, 6 ... Receiving side T type circuit, 7 ... Receiving side SAW filter, 8 ... Received signal output terminal, 9 ... Transmission Signal input terminal, 10: transmitting side SAW filter, 11 and 12: transmitting side inductor, 13: transmitting side SAW resonator 14: transmitting side T-shaped circuit, 15: receiving circuit,
Reference numeral 16: transmission circuit, 17: package, 18: piezoelectric substrate (LiTaO 3 ) 19: input electrode, 20: output electrode, 2
1 ... bonding pad, 22 ... wire, 23 ... input lead pin, 24 ... output lead pin.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保坂 憲生 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (72)発明者 湯原 章綱 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (56)参考文献 特開 平１−170211（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−227530（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−61782（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/64 H03H 9/72 H03H 7/46 H04B 1/52 H01P 1/213 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Norio Hosaka 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Hitachi, Ltd. Video Media Research Laboratory (72) Inventor Akinori Yuhara 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (56) References JP-A-1-170211 (JP, A) JP-A-1-227530 (JP, A) JP-A-6-61782 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) H03H 9/64 H03H 9/72 H03H 7/46 H04B 1/52 H01P 1/213
Claims (6)
を使用して同時に送受信を行う際に前記送信信号と前記
受信信号との分波を行う分波器であって、 前記送信信号を送信する送信回路と、前記受信信号を受
信する受信回路とを有し、 前記受信回路は、 受信端から順に、当該受信端に接続される第１のインダ
クタと、該第１のインダクタに直列に接続された第２の
インダクタと、第１および第２のインダクタの接続点に
一端が接続され、他端が接地された弾性表面波共振子と
を備えるＴ型回路と、 該Ｔ型回路の第２のインダクタに直列に接続される弾性
表面波装置とを備え、 前記Ｔ型回路は、前記送信信号の周波数帯域の信号を抑
圧するようにあらかじめ設定され、 前記弾性表面波装置は、前記受信信号の周波数帯域の信
号を通過させるようにあらかじめ設定されることを特徴
とする分波器。1. A duplexer for splitting a transmission signal and a reception signal when the transmission signal and the reception signal are simultaneously transmitted and received using different frequency bands. And a receiving circuit for receiving the received signal, the receiving circuit comprising: a first inductor connected to the receiving end in order from a receiving end; and a serially connected to the first inductor. A T-type circuit comprising: a second inductor, a surface acoustic wave resonator having one end connected to a connection point between the first and second inductors and the other end grounded; A surface acoustic wave device connected in series to the inductor, wherein the T-type circuit is preset to suppress a signal in the frequency band of the transmission signal, and the surface acoustic wave device Pass signals in the frequency band Duplexer, characterized in that it is preset to.
クタと、該第１のインダクタに直列に接続された第２の
インダクタと、第１および第２のインダクタの接続点に
一端が接続され、他端が接地された弾性表面波共振子と
を備えるＴ型回路と、 該Ｔ型回路の第２のインダクタに直列に接続される弾性
表面波装置とを備え、 前記Ｔ型回路は、前記受信信号の周波数帯域の信号を抑
圧するようにあらかじめ設定され、 前記弾性表面波装置は、前記送信信号の周波数帯域の信
号を通過させるようにあらかじめ設定されることを特徴
とする分波器。2. The transmitting circuit according to claim 1, wherein the transmitting circuit includes: a first inductor connected to the receiving end; a second inductor connected in series to the first inductor; A T-shaped circuit having a surface acoustic wave resonator having one end connected to a connection point of the first and second inductors and the other end grounded, and connected in series to a second inductor of the T-shaped circuit; A surface acoustic wave device, wherein the T-type circuit is preset so as to suppress a signal in a frequency band of the reception signal, and the surface acoustic wave device passes a signal in a frequency band of the transmission signal. A duplexer characterized in that the duplexer is set in advance.
クタは、前記受信信号の周波数通過帯域において、損失
を少なくするように設定されることを特徴とする分波
器。3. The duplexer according to claim 1, wherein the inductor of the T-type circuit is set so as to reduce loss in a frequency pass band of the received signal.
回路と前記弾性表面波装置とを、同一の集積回路のパッ
ケージ内に形成したことを特徴とする分波器。4. The duplexer according to claim 1, wherein the T-type circuit and the surface acoustic wave device are formed in the same integrated circuit package.
回路と前記弾性表面波装置とを、同一基板上に形成した
ことを特徴とする分波器。5. The duplexer according to claim 1, wherein the T-type circuit and the surface acoustic wave device are formed on the same substrate.
を使用して単一アンテナを用いて送受信を同時に行い、
前記送信信号と前記受信信号との分波を行う分波器を有
する移動無線機であって、 前記分波器は、 前記送信信号を送信する送信回路と、前記受信信号を受
信する受信回路とを有し、 前記受信回路は、 前記アンテナ側から順に、当該アンテナに接続される第
１のインダクタと、該第１のインダクタに直列に接続さ
れた第２のインダクタと、第１および第２のインダクタ
の接続点に一端が接続され、他端が接地された弾性表面
波共振子とを備えるＴ型回路と、 該Ｔ型回路の第２のインダクタに直列に接続される弾性
表面波装置とを備え、 前記Ｔ型回路は、前記送信信号の周波数帯域の信号を抑
圧するようにあらかじめ設定され、 前記弾性表面波装置は、前記受信信号の周波数帯域の信
号を通過させるようにあらかじめ設定されることを特徴
とする移動無線機。6. A transmission signal and a reception signal are transmitted and received simultaneously using a single antenna using different frequency bands,
A mobile wireless device having a duplexer that separates the transmission signal and the reception signal, wherein the duplexer includes a transmission circuit that transmits the transmission signal, and a reception circuit that receives the reception signal. The receiving circuit comprises: a first inductor connected to the antenna in order from the antenna side; a second inductor connected in series to the first inductor; first and second A T-type circuit including a surface acoustic wave resonator having one end connected to a connection point of the inductor and the other end grounded; and a surface acoustic wave device connected in series to a second inductor of the T-type circuit. The T-type circuit is preset to suppress a signal in the frequency band of the transmission signal, and the surface acoustic wave device is preset to pass a signal in the frequency band of the reception signal. Features Mobile radio.
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